通过调研发现,目前尚缺少对船舶机舱中泄漏燃油在热壁上发生着火的系统研究.本文选取船舶常用柴油、正十六烷和正十二烷作为研究对象,通过实验、理论分析和数值模拟对其泄漏到水平热壁上后发生着火的规律进行研究,揭示其在水平热壁上着火的基本机理.利用研制的热壁实验台研究了-10＃柴油、正十六烷和正十二烷泄漏到热壁上形成的油池或油膜发生着火的现象.分析比较了实验热壁与周围气体的不同传热方式;测定了水平热壁垂直方向上的温度分布,并用数值模拟的方法进行了验证;利用色质联用的方法测定了不同温度下-10＃柴油蒸汽组成的变化,分析了蒸汽可燃性与组成的关系.通过对热壁上油池或油膜的沸腾传热和着火的分析,应用一般液体池内沸腾传热的研究结果,计算得到了正十六烷和正十二烷油池或油膜在不同沸腾模式下与热壁之间的传热大小.根据相似分析结论得到了热壁上蒸汽浓度分布的计算方法,进而得到根据热壁温度预测着火延迟期大小的数学模型.分别比较了固定油池或油膜、不断扩展的油池和油滴形成的油膜这三种不同情况下燃油着火延迟期与热壁热流密度的关系,验证了本文提出的着火延迟期预测模型.其中,在对不断扩展油池的分析中,发现了原有热流密度计算方法的缺点,提出了新的计算方法.利用加速量热仪研究了典型燃油的均匀燃油/空气混合物的低温反应,并根据实验结果,通过模拟分析得到了计算热壁上泄漏燃油蒸汽/空气混合气的化学反应速度所需的动力学参数.利用大涡模型对热壁上可燃蒸汽的运动与着火进行了数值模拟,其中燃烧模型选择的是混合分数模型,并以最大反应速度大于或等于某个固定值作为着火判据.计算结果表明,热壁上的蒸汽存在两种着火方式,第一种方式是当羽流升起时,蒸汽通过卷吸周围氧气形成可燃混合气进行反应,经过一定时间后,在混合气的顶部发生着火.第二种方式的着火通常发生在热壁的热流密度较小的条件下,着火发生在羽流充分发展后.持续流动的蒸汽与空气混合反应,发生着火.通过数值模拟,还分析了热壁热流密度、环境温度、热壁温度和油池面积对着火的影响.